二维COF超薄膜

非线性响应同时增强

高结晶二维COF薄膜克服粉末不溶性，同时实现大非线性吸收与非线性折射，可同时调制光振幅与相位，用于全光操控与开关。

吴幸智 · Wang, Chong · 周文凡 · Lingmin, Yu · 宋瑛林 · 王春儒 · 蒋礼 · 白春礼

Advanced Science 2025

参数信息

非线性吸收系数

-1.29 × 10⁻⁵ m/W

非线性折射率

-5.62 × 10⁻¹² m²/W

非线性折射率

-0.76 × 10⁻¹² m²/W

技术优势

一步成膜

采用固液界面一步法制备，无需复杂的多层转移或后处理，简化了薄膜制备流程。

同时调幅调相

大的非线性吸收和非线性折射同时存在，可对光的振幅和相位进行联合调制，适用于全光操控。

无损伤表征

单发脉冲下通过4f相干成像验证了非线性响应，避免了Z扫描中可能出现的损伤。

应用场景

• 全光开关：利用非线性折射改变光相位，可实现超快全光开关，无需光电转换。
• 光限幅：强光下非线性吸收增大，可衰减强光、保护探测器，用作光限幅器。
• 非线性光学材料：薄膜形态克服了粉末溶解性问题，可直接用作集成非线性光学材料。
• 光子芯片：超薄膜可集成到光子芯片上，实现片上全光调制与开关。